Eiwittranslatie kan ook zonder AUG-startcodon

Eiwittranslatie kan ook zonder AUG-startcodon

Er is een andere manier van eiwitsynthese ontdekt dan het mechanisme dat in menig biologieboek als voldongen feit staat beschreven. Deze alternatieve route van rna naar eiwit draagt bij aan neurotoxiciteit in een groep bijzondere genetische aandoeningen.

Het vertalen van rna naar eiwit gebeurt per eenheid van drie nucleotiden; ieder van deze codons codeert voor één aminozuur. Deze translatie begint bij het startcodon AUG, waarna de volgende codons in de rna-sequentie worden afgelezen. De bijbehorende aminozuren worden aan een groeiende peptideketen geplakt, die zich uiteindelijk tot functioneel eiwit vouwt.

Peter Todd van de Universiteit van Michigan en collega’s beschreven op 18 april in Neuron eiwitten die voortkomen uit translatie die niet begint met een AUG-startcodon. Ze observeerden dit bij FXTAS, een op Parkinson lijkende ziekte. FXTAS is net als twintig andere neurologische aandoeningen het gevolg van een zogenaamde dynamische mutatie in het FMR1-gen. Gezonde mensen hebben een aaneenschakeling van maximaal vijftig CGG-trinucleotiden in dit gen; het precieze aantal verschilt per persoon. Bij de overdracht van dna naar de volgende generatie kan dit soort trinucleotideherhalingen langer worden en ziekte veroorzaken. De onderzoekers ontdekten dat bij mensen met FXTAS deze lange CGG-herhaling een eiwit produceert zonder het normale AUG-startcodon te gebruiken. Het zo geproduceerde eiwit bevat een lange keten glycine-aminozuren. Glycine kan gecodeerd worden door GGC-codons. Dat betekent dat het beginpunt van de translatie netto één nucleotide is verschoven. Hierdoor wordt in de lange CGG-herhaling steeds een GGC-eenheid afgelezen in plaats van een CGG-trinucleotide, en dus glycine geproduceerd.

Repeat-associated non-AUG-initiated of RAN-translatie was recentelijk al ontdekt bij drie andere nucleotiderepeatziekten. De onderzoekers beschrijven in Neuron voor het eerst dat dit fenomeen bijdraagt aan het ziekteproces.

Cellijnen en zenuwcellen van fruitvliegen met het polyglycinebevattende eiwit blijken eerder dood te gaan. In hersenen van overleden FXTAS-patiënten en in een muismodel voor FXTAS blijkt het polyglycine-eiwit ook aanwezig, en wel in cellen die ook een typisch pathologisch kenmerk van FXTAS bevatten.

Het ontstaan van neurologische problemen bij FXTAS werd eerder toegeschreven aan toxische rna-moleculen. Nu blijkt het polyglycine-eiwit ook schadelijk voor zenuwcellen.

Dit artikel verscheen op 04.05.2013 in Bionieuws.

Bionieuws